Las unidades de pirólisis se clasifican en función del tipo de proceso de pirólisis y del diseño de los reactores de pirólisis.
Los procesos de pirólisis pueden clasificarse en pirólisis lenta y pirólisis rápida.
Cada tipo da lugar a productos diferentes y requiere duraciones distintas.
Los reactores de pirólisis varían en diseño y características operativas, lo que influye en la eficiencia y el rendimiento del proceso de pirólisis.
Tipos de procesos de pirólisis
1. Pirólisis lenta
Este proceso tarda varias horas en completarse y produce principalmente biocarbón.
Se caracteriza por una velocidad de calentamiento lenta y un largo tiempo de permanencia de la biomasa.
Esto permite la producción de un carbón de alta calidad.
2. Pirólisis rápida
Este es el sistema de pirólisis más utilizado, que se completa en segundos.
Está diseñado para maximizar la producción de bioaceite, con un rendimiento aproximado del 60%.
Junto con el 20% de biocarbón y el 20% de gas de síntesis, la pirólisis rápida incluye varios sistemas, como la pirólisis de lecho fijo de núcleo abierto, la pirólisis rápida ablativa, la pirólisis rápida ciclónica y la pirólisis rápida de núcleo rotatorio.
Tipos de reactores de pirólisis
1. Reactores de lecho fijo
Son sencillos y fiables, y se suelen utilizar para producir carbón vegetal.
Funcionan con alta preservación del carbono, baja velocidad del gas y largo tiempo de residencia de los sólidos.
Sin embargo, son propensos a la formación de alquitrán, que puede mitigarse mediante técnicas de conversión térmica y catalítica.
2. Pirólizadores de lecho fluidizado burbujeante
Estos reactores son conocidos por su gran capacidad de almacenamiento de calor, excelente control de la temperatura y buenas características de transferencia de calor.
Permiten controlar los tiempos de residencia de vapores y sólidos mediante el caudal de gas fluidizante y utilizan carbón como catalizador en el craqueo de vapores.
3. Reactores de lecho fluidizado circulante
Similares a los lechos fluidizados burbujeantes, pero con sólidos que circulan continuamente a altas velocidades, mejorando la transferencia de calor y masa.
4. Reactores de cilindro giratorio
Consisten en un tambor giratorio que proporciona una mezcla continua de la biomasa, garantizando un calentamiento y una pirólisis uniformes.
5. Reactores ciclónicos
Utilizan el movimiento ciclónico para mejorar la transferencia de calor y la eficiencia de la reacción, especialmente adecuados para procesos de pirólisis rápida.
6. Reactores de cono giratorio
Estos reactores utilizan una forma cónica para facilitar el movimiento y el calentamiento de la biomasa, a menudo utilizados en sistemas de pirólisis continua.
Diseño de los reactores de pirólisis
Diseño de cabeza plana
Común en sistemas de pirólisis más simples, ofrece una construcción sencilla pero puede comprometer la resistencia a la presión.
Diseño de cabeza cónica
Proporciona una mejor integridad estructural bajo presión y es adecuado para aplicaciones de alta temperatura y alta presión.
Diseño de cabeza elipsoidal
Ofrece la mejor resistencia a la presión y se utiliza habitualmente en reactores de pirólisis de alta eficiencia.
Cada tipo de unidad de pirólisis y diseño de reactor tiene sus aplicaciones y eficiencias específicas, dependiendo de la producción deseada y de las limitaciones operativas.
La elección de la unidad de pirólisis y del tipo de reactor es crucial para optimizar el proceso de pirólisis para materiales y productos finales específicos.
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